Is DNA the future of data storage? - Leo Bear-McGuinness

Переводчик: Александра Муравьёва Редактор: Anna Kotova

Let's say there's a disaster that sends humanity back to the Stone Age.

Представим, что в результате бедствия человечество отбросило в каменный век.

Can our knowledge and history survive?

Сохранятся ли наши знания и история?

The printed page will decompose.

Бумага неизбежно истлеет.

Hard drive storage will deteriorate.

Жёсткий диск неизбежно развалится.

Even stones will eventually crumble.

Даже камни рано или поздно раскрошатся.

But we might have something inside us that can outlast these physical limitations:

Но внутри нас может скрываться то, что переживёт физические ограничения:

deoxyribonucleic acid.

дезоксирибонуклеиновая кислота.

DNA already stores our biological information.

ДНК уже хранит нашу биологическую информацию.

From eye color to skin tone, it programs our entire bodies.

Она программирует всё наше тело, от цвета глаз до цвета кожи.

DNA is made of four organic bases:

ДНК состоит из четырёх органических оснований:

adenine,

аденина,

guanine,

гуанина,

cytosine,

цитозина

and thymine,

и тимина,

or A, G, C, and T.

или А, Г, Ц и Т.

The specific sequence of these bases into groups of three, known as codons,

Особые последовательности этих оснований в группах по три, называемых кодонами,

gives our cells instructions to make each of the proteins in our bodies.

указывают клеткам, как создавать любой из белков в нашем организме.

But this code can be used for other things, too,

Эти коды можно использовать и для других целей, например,

like secret messages.

для шифрования сообщений.

In 1999, scientists in New York created an alphabet

В 1999 году учёные из Нью-Йорка разработали алфавит,

in which each of the 64 possible DNA codons

в котором каждому из 64 возможных кодонов ДНК

substituted for a specific letter, number, or grammar symbol.

соответствовала буква, цифра или знак препинания.

They spliced a 22-character message into a long strand of DNA

Они вставили сообщение из 22 символов в длинную цепь ДНК

and surrounded it with specific genetic markers.

и окружили его особыми генетическими маркерами.

They then hid the DNA over a period in a type-written letter

Затем они спрятали ДНК возле точки в напечатанном на машинке письме

with only a small smudge to give the location away.

и добавили маленькую кляксу, чтобы указать её местоположение.

They mailed the letter back to themselves.

Это письмо они отправили почтой самим себе.

Then they examined the letter looking for the DNA strand.

Получив его, они исследовали письмо, чтобы найти цепь ДНК.

Once the DNA strand was located, they found the genetic markers.

После того, как они её обнаружили, они нашли в ней генетические маркеры.

Then, they sequenced the DNA and successfully decoded the message.

Затем они секвенировали ДНК и успешно расшифровали сообщение.

It soon became obvious that DNA cryptography

Скоро стало очевидным, что при помощи ДНК

could code for much more than simple text.

можно зашифровать не только простой текст.

By translating the 1's and 0's of binary code into DNA codons,

Переводя 1 и 0 двоичного кода на язык кодонов ДНК,

digital data could be programmed into synthetic DNA,

цифровые данные можно программировать на синтетических ДНК

then decoded back into its original form.

и затем дешифровать в исходный вид.

In 2012, UK scientists encoded 739 kilobytes of computer files

В 2012 году учёные из Великобритании закодировали 739 килобайт файлов

into DNA strands,

в нити ДНК,

including all 154 Shakespeare sonnets

среди чего были все 154 сонета Шекспира

and an excerpt from Martin Luther King's "I Have a Dream" speech.

и отрывок из речи Мартина Лютера Кинга «У меня есть мечта».

And four years later, researchers at Microsoft and the University of Washington

Спустя четыре года

исследователи из Майкрософт и Вашингтонского университета

broke that record.

побили этот рекорд.

They used binary coding to capture a whopping 200 megabytes of data,

При помощи двоичного кода они зашифровали целых 200 мегабайт данных,

including the Universal Declaration of Human Rights

включая Всеобщую декларацию прав человека

and a high-def OK Go music video,

и клип группы OK Go в высоком разрешении,

all in strings of DNA.

в цепочках ДНК.

As far as storage capacity goes,

По своей ёмкости как запоминающего устройства

DNA stands out because of the surprising amount of information it can hold

ДНК выделяется на фоне других, ведь в ней можно хранить удивительные объёмы данных,

in so little space.

занимая очень мало места.

The current theoretical limit of DNA'S storage capacity is so high

Сейчас считается, что ёмкость ДНК как запоминающего устройства настолько велика,

that you could fit 100 million HD movies on a pencil eraser.

что в объём не больше ластика поместится 100 миллионов высокоформатных фильмов.

It's even conceivable that one day we could fit all of the information

Вполне возможно представить, что однажды всю информацию, которая сейчас

currently on the Internet

содержится в интернете,

into the space of a shoe box.

можно будет поместить в коробку от обуви.

Also, computers and the magnetic tape and discs that their information is stored on

Кроме того, компьютеры, магнитные плёнки и диски, на которых хранится информация,

only last for a few decades, at most, before degrading and becoming unreliable.

живут лишь пару десятилетий, после чего они изнашиваются и становятся ненадёжными.

Meanwhile, DNA has a half-life of 500 years,

ДНК же имеет период полураспада длиной 500 лет,

meaning that's how long it takes for half of its bonds to break.

то есть именно столько времени нужно, чтобы нарушилась половина связей в ней.

And if left in a cold and dark environment,

Ну а если хранить её в холодном и тёмном месте,

DNA could potentially last for hundreds of thousands of years.

ДНК потенциально сохранит свои свойства на протяжении сотен тысяч лет.

And if that isn't long enough,

Этот срок и так велик,

scientists experimented with having synthetic DNA auto-reproduce.

но учёные всё равно провели эксперимент по автовоспроизведению синтетической ДНК.

After creating their own strands of DNA

Они создали цепочки ДНК,

that spelled out the lyrics to the children's song "It's a Small World,"

в которых закодировали текст детской песни «It's a Small World»,

they placed them into the genome of a microbe nicknamed Conan the Bacterium.

а затем поместили их в геном микроба по имени Конан-Бактерия.

Conan belongs to a species which can survive in a vacuum,

Конан принадлежит к виду, способному выживать в вакууме

or without water, for six years,

и без воды на протяжении 6 лет

or come out unscathed after being exposed to a dose of radiation

и выдерживать без вреда для себя дозу радиации,

1,000 times that which would kill a human.

в 1 000 раз превышающую ту, которая для человека уже смертельна.

According to the experiment,

Эксперимент показал,

the bacterium was able to reproduce at least 100 generations without data loss.

что бактерия смогла сохранить все данные на протяжении как минимум 100 поколений.

Theoretically, if the organism had redundant copies of the information

Теоретически, если в организме есть переизбыток информации,

that could be used to automatically correct mistakes,

позволяющий автоматически исправлять ошибки,

the information could stay preserved even longer.

то информацию можно хранить даже дольше.

So one day, you might be able to create a living, growing, knowledge archive

Быть может, однажды мы сможем вырастить живой, развивающийся архив знаний

in your own backyard,

у себя на заднем дворе,

and its seeds might carry your family's history,

а в его семенах будет скрываться история семьи,

a detailed breakdown of the world's political upheavals,

детальный рассказ о политических переворотах в мире,

or the sum of humanity's knowledge into forests and across continents.

а в лесах по всем континентам можно будет сохранить все знания человечества.

Perhaps even into the far reaches of space.

Возможно, мы сможем доставить их даже в дальние уголки космоса.

Though we might one day disappear, perhaps our legacy can still live on,

Однажды и нам придёт конец, но наше наследие сможет сохраниться,

if anyone would think to find it.

если кто-нибудь решит его найти.